对流和对流传热系数-PPT文档资料
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化工原理_19对流传热机理和对流传热系数
通常，凡是有利于气泡生成和脱离的因素均有 助于强化沸腾传热。
二、液体沸腾传热
（2）温度差的影响
温度差是控制沸腾传热过程的重要参数。 一定条件下，多种液体进行泡核沸腾传热时的 对流传热系数与的关系可用下式表达，即
k (t )
n
二、液体沸腾传热
（3）操作压力的影响 提高沸腾操作的压力相当于提高液体的饱和 温度，使液体的表面张力和黏度均下降，有利于 气泡的生成和脱离。
滴状 冷凝
图5-16蒸汽冷凝方式
一、蒸汽冷凝传热
2.膜状冷凝时的对流传热系数 （1）层流膜状冷凝时的对流传热系数 膜状冷凝时对流传热系数关系式推导中作了以 下假设： ①冷凝液膜呈层流流动，传热方式为通过液膜 的热传导。 ②蒸汽静止不动，对液膜无摩擦阻力。
一、蒸汽冷凝传热
③蒸汽冷凝成液体时所释放的热量仅为冷凝潜 热，蒸汽温度和壁面温度保持不变。 ④冷凝液的物性可按平均液膜温度取值，且为 常数。
二、液体沸腾传热
液体沸腾
所谓液体沸腾是指在液体的对流传热过程中，伴 有由液相变为气相，即在液相内部产生气泡或气 膜的过程。
二、液体沸腾传热
液体沸腾的方式
池内沸腾 √ 管内沸腾(流动沸腾或强制对流沸腾)
过冷沸腾
饱和沸腾 √
二、液体沸腾传热
1.液体沸腾曲线
图5-17水的沸腾曲线
二、液体沸腾传热
2.液体沸腾传热的影响因素 （1）液体性质的影响
r g 1.13 L(ts tw )
2 3
14
一、蒸汽冷凝传热
（2）湍流膜状冷凝时的对流传热系数 当液膜呈现湍流流动时可应用柯克柏瑞德 (Kirkbride)的经验公式计算，即
化工原理传热精品-PPT
化工原理传热精品
主要内容
4、1 概述 4、2 热传导 4、3 对流传热概述 4、4 对流传热系数关联式 4、5 传热过程计算 4、6 辐射传热 4、7 换热器
2
基本要求
了解热传导基本原理,掌握傅立叶定律及平壁、圆筒 壁得热传导计算;
了解对流传热得基本原理、牛顿冷却定律及影响对流 传热得因素;掌握对流传热系数得物理意义和经验关联 式得用法、使用条件及注意事项;
Sm 2rmL
Sm
S2 S1 ln S2 / S1
圆筒壁得 对数平均
半径
rm
r2 r1 ln r2
r1
注:当 r2/r1<2时,可用算术平均值代替对数平均值。 44
2、多层圆筒壁得热传导
假设层与层之 间接触良好,即互 相接触得两表面温 度相同。
图4-12 多层圆筒壁热传导
45
2、 多层圆筒壁得热传导
微分导 热速率
dQ dS t
n
Q与温度 梯度方向
相反
导热系 数
温度梯 度
傅立叶定律表明导热速率与 温度梯度及传热面积成正比,而 热流方向却与温度梯度相反。
Δn ət/ən Q
32
3、 导热系数
dQ dS t
q t
n n
① 在数值上等于单位温度梯度下得热通量,故物质得
越大,导热性能越好。
② 是物质得固有性质,是分子微观运动得宏观表现。
加热剂
适用温度,℃
冷却剂 适用温度,℃
热水 饱和蒸汽 矿物油 联苯混合物 熔盐 烟道气加热剂
40～100 100～180 180～250 255～380(蒸汽) 142～530 ～1000
水 空气 盐水
0～80 >30 0～－15
主要内容
4、1 概述 4、2 热传导 4、3 对流传热概述 4、4 对流传热系数关联式 4、5 传热过程计算 4、6 辐射传热 4、7 换热器
2
基本要求
了解热传导基本原理,掌握傅立叶定律及平壁、圆筒 壁得热传导计算;
了解对流传热得基本原理、牛顿冷却定律及影响对流 传热得因素;掌握对流传热系数得物理意义和经验关联 式得用法、使用条件及注意事项;
Sm 2rmL
Sm
S2 S1 ln S2 / S1
圆筒壁得 对数平均
半径
rm
r2 r1 ln r2
r1
注:当 r2/r1<2时,可用算术平均值代替对数平均值。 44
2、多层圆筒壁得热传导
假设层与层之 间接触良好,即互 相接触得两表面温 度相同。
图4-12 多层圆筒壁热传导
45
2、 多层圆筒壁得热传导
微分导 热速率
dQ dS t
n
Q与温度 梯度方向
相反
导热系 数
温度梯 度
傅立叶定律表明导热速率与 温度梯度及传热面积成正比,而 热流方向却与温度梯度相反。
Δn ət/ən Q
32
3、 导热系数
dQ dS t
q t
n n
① 在数值上等于单位温度梯度下得热通量,故物质得
越大,导热性能越好。
② 是物质得固有性质,是分子微观运动得宏观表现。
加热剂
适用温度,℃
冷却剂 适用温度,℃
热水 饱和蒸汽 矿物油 联苯混合物 熔盐 烟道气加热剂
40～100 100～180 180～250 255～380(蒸汽) 142～530 ～1000
水 空气 盐水
0～80 >30 0～－15
传热学对流传热的理论基础课件
特征数方程中的 几位人物
传热学对流传热的理论基础课件
（4） 与 t 之间的关系及 Pr
对于外掠平板的层流流动: uco,n st
动量方u程 u x： v u y y 2u 2
d d
p 0 x
此时动量方程与能量方程的形式完全一致:
u
t x
v
t y
a
2t y2
表明：此情况下动量传递与热量传递规律相似
上述理论解与实验值吻合。
普朗特边界层理论在流体力学发展史上具有划时代的意义！
传热学对流传热的理论基础课件
5.3 流体外掠等温平板传热的理论分析
当壁面与流体间有温差时，会产生温度梯度很大的温度 边界层（热边界层， thermal boundary layer ）
厚度t 范围 — 热边界层或温度边界层
预期解的形式
传热学对流传热的理论基础课件
4. 如何指导实验
• 同名的已定特征数相等 • 单值性条件相似：初始条件、边界条件、几何条件、
物理条件
实验中只需测量各特征数所包含的物理量,避免了测量的盲 目性——解决了实验中测量哪些物理量的问题 按特征数之间的函数关系整理实验数据，得到实用关联式 ——解决了实验中实验数据如何整理的问题 可以在相似原理的指导下采用模化试验 —— 解决了实物 试验很困难或太昂贵的情况下，如何进行试验的问题
Nu — 待定特征数 （含有待求的 h）
Re，Pr，Gr — 已定特征数
特征关联式的具体函数形式、定性温度、特征长度等的确 定需要通过理论分析，同时又具有一定的经验性。
传热学对流传热的理论基础课件
关联式中的待定参数需由实验数据确定，通常由图解法 和最小二乘法确定。如通过相似原理或理论分析，预期
化工原理第四章对流传热41页PPT
Re
lu
普兰德数 (Prandtl number)
Pr c p
表示惯性力与粘性力之比， 是表征流动状态的准数
表示速度边界层和热边界层 相对厚度的一个参数，反映
与传热有关的流体物性
影响 较大的物性常数有：，， Cp ，。 （1）的影响 ； （2）的影响 Re ；
（3）Cp的影响 Cp 则单位体积流体的热容量大，
则较大； （4）的影响 Re 。
2020/3/29
3、流动型态 【层流】主要依靠热传导的方式传热。由于流体的
导热系数比金属的导热系数小得多，所以热阻大。
【湍流】由于质点充分混合且层流底层变薄，较大
2020/3/29
2、有效膜模型
（1）流体与固体壁面之间存在一个厚度为bt的虚拟 膜（流体层），称之为有效膜； （2）有效膜集中了传热过程的全部传热温差的以及 全部热阻，在有效膜之外无温差也无热阻存在（所 有的热量传递均产生在有效膜内）； （3）在有效膜内，传热以热传导的方式进行。
2020/3/29
2020/3/29
二、对流传热速率方程 1、什么是模型法
【定义】把复杂问题简单化、摒弃次要的条件，抓 住主要的因素，对实际问题进行理想化处理，构建 理想化的物理模型，获得某一过程的有关规律。具 体方法为： （1）对过程进行合理的简化； （2）获得物理模型（构象）； （3）对物理模型进行数学描述，获得有关规律。
过程的因素都归结到了当中。
2020/3/29
三、影响对流传热系数的因素
1、引起流动的原因 【自然对流】由于流体内部存在温差引起密度差形
成的液体内部环流，一般u较小，也较小。
【强制对流】在外力作用下引起的流动运动，一般u
较大，故较大。因此：
传热学对流换热ppt课件
总结词
优化对流换热过程，提高传热效率是传热学的重要研究方向。
详细描述
对流换热是传热过程中的重要环节，优化对流换热过程、提高传热效率对于节能减排、提高能源利用 效率具有重要意义。未来研究将进一步探索对流换热的优化方法和技术，为实现高效传热提供理论支 持。
THANKS
感谢观看
02 通过求解这些方程，可以得到流体温度场和物体 温度场的分布，进而分析对流换热的规律和特性 。
02 对流换热的数学模型是研究对流换热问题的重要 工具，可以用于预测和分析各种实际工程中的传 热问题。
03
对流换热的影响因素
流体物性参数
01 密度
密度越大，流体质量越大，流动时受到的阻力也 越大，对流传热速率相对较快。
，提高能源利用效率。
工业炉的热能回收主要涉及对流 换热器的设计和优化，需要考虑 传热效率、热损失、设备成本等
因素。
通过对流换热技术回收工业炉的 热量，可以降低能源消耗和减少
环境污染。
建筑物的自然通风设计
建筑物的自然通风设计利用对流 换热原理，通过合理设计建筑布 局、窗户位置和大小等，实现自
然通风，降低室内温度。
传热学对流换热ppt 课件
目录
• 对流换热的基本概念 • 对流换热原理 • 对流换热的影响因素 • 对流换热的实际应用 • 对流换热的实验研究方法 • 对流换热研究的未来展望
01
对流换热的基本概念
对流换热定义
总结词
对流换热是指流体与固体表面之间的热量传递过程。
详细描述
对流换热是指流体与固体表面之间的热量传递过程，是传热学中的一种基本现象。当流体与固 体表面接触时，由于温度差异，会发生热量从固体表面传递到流体的过程。
在对流换热过程中，热传导与对流同时存在，共 02 同作用，两者相互关联，共同决定热量传递的速
优化对流换热过程，提高传热效率是传热学的重要研究方向。
详细描述
对流换热是传热过程中的重要环节，优化对流换热过程、提高传热效率对于节能减排、提高能源利用 效率具有重要意义。未来研究将进一步探索对流换热的优化方法和技术，为实现高效传热提供理论支 持。
THANKS
感谢观看
02 通过求解这些方程，可以得到流体温度场和物体 温度场的分布，进而分析对流换热的规律和特性 。
02 对流换热的数学模型是研究对流换热问题的重要 工具，可以用于预测和分析各种实际工程中的传 热问题。
03
对流换热的影响因素
流体物性参数
01 密度
密度越大，流体质量越大，流动时受到的阻力也 越大，对流传热速率相对较快。
，提高能源利用效率。
工业炉的热能回收主要涉及对流 换热器的设计和优化，需要考虑 传热效率、热损失、设备成本等
因素。
通过对流换热技术回收工业炉的 热量，可以降低能源消耗和减少
环境污染。
建筑物的自然通风设计
建筑物的自然通风设计利用对流 换热原理，通过合理设计建筑布 局、窗户位置和大小等，实现自
然通风，降低室内温度。
传热学对流换热ppt 课件
目录
• 对流换热的基本概念 • 对流换热原理 • 对流换热的影响因素 • 对流换热的实际应用 • 对流换热的实验研究方法 • 对流换热研究的未来展望
01
对流换热的基本概念
对流换热定义
总结词
对流换热是指流体与固体表面之间的热量传递过程。
详细描述
对流换热是指流体与固体表面之间的热量传递过程，是传热学中的一种基本现象。当流体与固 体表面接触时，由于温度差异，会发生热量从固体表面传递到流体的过程。
在对流换热过程中，热传导与对流同时存在，共 02 同作用，两者相互关联，共同决定热量传递的速
第九章对流传热ppt课件
算或测出靠近固相壁附近的温度场 T(y)，基于下式计算出对流换
热系数 h：
q
T y
|y0
q = h (Tf - Ts)
hTy|y0 (TTs)
式中：λ－流体导热系数，
Ty－固体壁附近的的流体温度分布 。 上式是根据粘性流动流体在固相表面上的状态导出的 。
.
17
由于流体的粘性η≠0，在固相表面总存在一薄层流 体相对固体静止，这样流体与固相壁之间的传热热 流量q，毕竟要通过这层相对静止的流体，而且是通 过导热方式进行。由傅立叶定律
2Vy y 2
2Vy z 2
p y
gy
V t
Vx
Vz x
Vy
Vz y
Vz
Vz z
2Vz x2
2Vz y 2
2Vz z 2
p z
gz
Vx Vy Vz 0 x y z
.
30
（9-5）方程可写成：
TVT2T
t
书上191页给出柱面坐标系的对流传热方程的形式。即 （9-7）式：
.
24
同除x y z t
qxx qx qyy qy qzz qz
x
y
z
(VxH)xx (VxH)x (VyH)yy (VyH)y
x
y
(VzH)zz (VzH)z Htt Ht
z
t
.
25
qx qy qz (VxH)(VyH)(VzH)(H)
x y z x
y
z
t
将dHCpdT
qx
-T
x
代入
2xT2 y2T2 2zT2 HVxx
y ·z ·t qx 2). x 方向的热量输出：
第二章对流传热.ppt
2、对流传热过程的特征数
努塞尔数 :
表示给热系数的特征数，并表明换热器壁尺寸L对给热过程 的影响，圆管对流传热时Ｌ=d 雷诺数 ：
Re
lu
确定对流传热时流体流动类型的特征数。圆管对 流传热时Ｌ=d
普朗特数：
cp Pr
表示流体的物理性质对给热系数的影响
格拉晓夫数：
表明因受热而引起的流体自然对流对给热过程的影响。
③液体的沸腾
液体通过固体壁面被加热的 对流传热过程中，若伴有液相变 为气相，及液相内部产生气泡或 气膜的过程称为液体沸腾
随着传热温差的增大，气泡在传 热面上迅速地连续形成并脱开，液体 受到强烈搅拌，新传热面也不断暴露， 传热膜系数随之不断增大并达到一最 大值，这范围称为泡核沸腾区； 继续增大传热温差，蒸汽在传热面上大量形成， 以致传热面与液体间形成蒸汽膜层，这样的沸腾称 为膜状沸腾
气泡首先在气化核生成长大α
2、为保证沸腾装置在核状沸腾状态下工作，使
其措施：恒壁温热源时：应用饱和蒸汽加热器 t tc 恒热流热源时：应用电加热器、电炉等加热， 并使装置必须严格地使 q qc 三、沸腾的计算 沸腾给热的影响因素： 1、液体和蒸气的性质： , , , c p , r, L , V 2、加热表面的粗糙情况和表面物理性质，特别是液体与 表面的润湿性。 3、操作压力和温差。
At 2.5 B ts
lg lg A 2.5 lg t t s lg B a 2.5 lg t bt s
④水蒸气冷凝
饱和水蒸气与温度较低的固体壁面接触时，水蒸气 放出热量并在壁面上冷凝成液体，冷凝液不能润湿壁面， 由于表面张力的作用形成许多液滴沿壁面落下，这种冷凝 称为滴状冷凝
《化工原理教学》传热-对流课件
《化工原理教学》传热对流课件
为了帮助学生更好地理解对流传热的概念和原理，本课件介绍了化工原理教 学中重要的一部分——传热-对流。
对流基础知识
1 对流定义
对流是物质在流体中的传递过程，常常伴随着随流体运动的热量传递。
2 对流规律
对流是由于温度场引起的流体流动现象，遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒的原理。
3 对流换热原理
对流换热是通过流体流动引起的热量传递方式，常见于化工工程和热交换器中。
对流换热的传热机理
1
对流传热的影响因素
2
流体速度、温度梯度、表面特性等因
素会影响对流传热过程的效率。
3
对流传热机制
对流传热通过流体流动和温度差驱动， 实现了物体间的热量交换。
对流传热的计算公式
根据牛顿冷却定律和对流换热系数， 可以计算对流传热的热量传递率。
对流传热的应用
工程中的对流传热应用
对流传热在化工工程、能源行业和热处理等 领域中有着广泛而重要的应用。
实际案例分析
通过对实际案例的分析，探讨对流传热在工 业过程中的是许多工程和技术领 域中必不可少的关键过程。
学习对流传热的意义
掌握对流传热的原理和应用， 对于化工专业的学生和从业人 员至关重要。
未来的发展和应用前景
对流传热的研究和应用将在能 源、环保等领域发挥重要作用。
为了帮助学生更好地理解对流传热的概念和原理，本课件介绍了化工原理教 学中重要的一部分——传热-对流。
对流基础知识
1 对流定义
对流是物质在流体中的传递过程，常常伴随着随流体运动的热量传递。
2 对流规律
对流是由于温度场引起的流体流动现象，遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒的原理。
3 对流换热原理
对流换热是通过流体流动引起的热量传递方式，常见于化工工程和热交换器中。
对流换热的传热机理
1
对流传热的影响因素
2
流体速度、温度梯度、表面特性等因
素会影响对流传热过程的效率。
3
对流传热机制
对流传热通过流体流动和温度差驱动， 实现了物体间的热量交换。
对流传热的计算公式
根据牛顿冷却定律和对流换热系数， 可以计算对流传热的热量传递率。
对流传热的应用
工程中的对流传热应用
对流传热在化工工程、能源行业和热处理等 领域中有着广泛而重要的应用。
实际案例分析
通过对实际案例的分析，探讨对流传热在工 业过程中的是许多工程和技术领 域中必不可少的关键过程。
学习对流传热的意义
掌握对流传热的原理和应用， 对于化工专业的学生和从业人 员至关重要。
未来的发展和应用前景
对流传热的研究和应用将在能 源、环保等领域发挥重要作用。
传热操作技术—对流传热(化工原理课件)
气泡的生 成条件2
汽化核心
汽化核心与加热面的粗糙程度、氧化情况、材料的性质及其不均 匀性等多种因素有关。
➢ 在无相变的对流传热时，热阻主要集中在层流底层 ➢ 但在沸腾给热时，气泡的生成和脱离对该薄层液体
产生强烈的扰动,使热阻大为降低。 ➢ 所以沸腾给热的强度要高于无相变化的对流给热。
层流底层 过渡层 湍流主体
湍流主体：流体质点的剧烈混合，热量传递主要依
TW
靠对流传热，热传导所起作用很小，这部分热阻很
小，传热速度极快，流体的温度差极小。
层流底层 过渡层 湍流主体
➢ 在对流传热时，热阻主要集中在层流底层 ➢ 减薄层流底层的厚度是强化对流传热的重要途径
T
热
Tw
流
体
冷
tw
流 体
t
δ1
δ2
流体通过间壁的热交换
液体在加 热面上的
沸腾
管内 沸腾
在一定压差作用下，以一定流 速流经加热管时所发生的沸腾 现象，又称为强制对流沸腾
强制对流沸腾
管壁上所产生的气泡不能自由上浮,而是 被管内液体所挟与其一起流动,从而造成 复杂的两相流动。因此,其机理要比池内 沸腾复杂。
过冷 沸腾
管内沸腾
流体主体温度低于饱和温度， 而加热面上有气泡生成
自然对流 核状沸腾 膜状沸腾
α
C
不
稳稳
定 膜
定 区
F
临界点 状 D E
B
ห้องสมุดไป่ตู้
A
0.1
1.0
10
10
10
Δt = (tw-ts)/℃
2
3
温度差和沸腾传热系数关系
当△t继继续增加,加热表面上形成一层稳定的气膜,把液体和加热表面完全隔开。但此 时壁温较高,辐射传热的作用变得更加重要,故α再度随△t的增加而迅速增加。
化工原理 对流传热PPT
Q St
2、对流传热系数
对流传热系数a定义式： Q
St
表示单位温度差下，单位传热面积的对流传热速率。
单位W/m2.k。 反映了对流传热的快慢，对流传热系数大，则传热快。
2018/11/10
3 影响对流传热系数的因素
1.引起流动的原因 自然对流：由于流体内部密度差而引起流体的流动。 强制对流：由于外力和压差而引起的流动。 强 > 自 2.流体的物性
相变 > 无相变
4 对流传热系数经验关联式的建立
一、因次分析 ＝f(u，l，，，cp，，gt) 式中 l——特性尺寸； u——特征流速。 基本因次：长度L，时间T，质量M，温度 变量总数：8个
由定律（8-4）=4，可知有4个无因次数群。
Nu C Re Pr Gr
a k
2018/11/10
1、对流传热速率表达式
据传递过程速率的普遍关系，壁面和流体间的对流传热速率：
对流传热推动力 系数 推动力 对流传热速率 对流传热阻力 推动力：壁面和流体间的温度差
阻力：影响因素很多，但与壁面的表面积成反比。 对流传热速率方程可以表示为：
T Tw dQ 1 dS
2018/11/10
2018/11/10
二、实验安排及结果整理 以强制湍流为例：Nu＝CReaPrk 1．采用不同Pr的流体，固定Re
Nu
k
lgNu＝klgPr＋lgCRea
双对数坐标系得一直线，斜率为k 2．不同Pr的流体在不同的Re下 lgNu/Prk＝algRe＋lgC 双对数坐标系中得一直线 斜率为a，截距为C
强化措施： • u,u0.8 • d, 1/d0.2 • 流体物性的影响，选大的流体
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解：定性温度=(-5+15)/2=5 ℃ 有关手册查得5℃时25% CaCl2的物性为
3 1230 kg /m
0 . 57 W / m C
o
3 2 . 5 10 p s 20℃时， a
格拉斯霍夫准数 Grashof
Re Pr Gr
Lu/ cp / g△tL3 2/2
确定流动状态 的准数 表示物性影响 的准数
表示自然对流 影响的准数
L—传热面的特征尺寸 m
7
经验公式的应用应注意以下四点：
1、应用范围
2、定性尺寸（特性尺寸）
各准数Nu、Re及Gr中的特性尺寸l代表哪一个尺寸，应遵照 所选用的关联式中规定尺寸
第四节 对流与对流传热系数
的获得主要有三种方法：
1．理论分析法：
建立理论方程式，用数学分析的方法求出的精确 解或数值解。这种方法目前只适用于一些几何条件简 单的几个传热过程，如管内层流、平板上层流等。 2．实验方法* ： 用因次分析法、再结合实验，建立经验关系式。 3．类比方法： 把理论上比较成熟的动量传递的研究成果类比 到热量传递过程。
10
（4）过渡流(Re=2000~10000) 因湍流不充分，滞流内层较厚，故热阻大而值减小，此时 算得的值须乘以小于1的校正系数f
5 6 10 f 1 1 .5 R e
（5）圆形弯管 离心力作用 扰动加剧
α↑
d 乘以校正系数 1 1.77 R （6）非圆形管道
两个途径： ⅰ、当量直径 ⅱ、直接根据有关经验公式计算 p227式5-70
③其它参数一定，V一定， α与d的1.8次方成反比，改变管 径，缩小管径将使 α ↑。
u 0 .8 0 .2 d
12
【补例】列管换热器的列管内径为15mm，长度为2.0m。管 内有冷冻盐水（25%CaCl2）流过，其流速为0.4m/s，温度自 -5℃升至15℃。假定管壁的平均温度为20℃，试计算管壁与 流体间的对流传热系数。
二、无相变化时自然对流下的α 3 2 gtl Nu pr 自然对流对对流传热的影响 Gr 2
N f p , G u r r
准数关联式是一种经验公式
6
准数的符号与意义
准数名称 努塞尔特准数 Nusselt 符号 Nu 准数式 L/ 意义 表示对流传热 系数的准数
雷诺准数 Reynolds 普兰特准数 Prandtl
3个无因次数群
, , 0 1 2 3
5
R 2 lu e
cp p 1 r
流体物性对对流传热的影响
流体的流动状态和湍动程度对对流传热 的影响 对流系数的准数
l N 3 u
N f p , R u r e
α与流动的类型有关
火
2
二、流体的流动型态：层流和湍流
层流：流体在热流方向上基本没有混合流动 湍流：有混合流动，Re↑层流内层厚度δ↓ α↓ α↑
三、流体的性质
对α影响较大的物性主要有 cp 、λ、μ和ρ
四、传热面的型状、大α小和位置
影响α值的有：传热管、板、管束等不同，传热面的形状， 管子的排列方式，水平或垂直放置；管径、管长或板的高 度等
N 0 . 027 R p u
0.14
0 . 8 0 . 33 e r
当液体被加热时 1.05 w 0.14 当液体被冷却时 0.95 w
w
0 . 14
层流
导热
自然对流 α↓ p226式5-65和式5-66 对流传热→要求强化→避免层流
l 50 d
流体被加热时n=0.4；冷却时n=0.3
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若使用条件不满足上述条件时，需修正： （1）对于短管 时 尚未从分发展，滞流内层较薄，热阻小 当 l 30 ~40 d 乘以1.02~1.07的系数加以修正 （2）壁温与主体温度相差较大
考虑壁温对粘度的影响
在壁温未知的情况下 近似计算 （3）管内层流
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du 0 . 023 d
0 . 8
c p
n
分析式中各项物理参数对对流传热系数α带来的影响： ①其他参数一定， α与u的0.8次方成正比，说明增大流速有 利于α的提高，但随u↑，阻力∑hf ↑，故应适当增大动力。
②其它参数一定，u一定， α与d的0.2次方成反比，改变管 径对α的影响不大。
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§4-15 影响对流传热系数的因素
一、引起流动的原因
1 强制对流：通过外力对流体作功迫使流体流动 2 自然对流：由于流体内部存在温度差而引起的流动 设ρ1、 ρ2 分别代表温度为t1、t2两点流体的密度，β为其平均 体积膨胀系数； 如果 t1< t2 , 则 ρ1=ρ2 （1+β△t） 单位体积流体所产生的升力为 (ρ1 - ρ2)g= ρ2 g β △ t
影响α的因数很多
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化工上常见的对流传热
流体无相变化时 强制对流传热
自然对流传热
蒸汽冷凝传热 液体沸腾传热
流体有相变化时
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§4-16 因次分析在对流传热中的应用
α值
因数多
实验测定
因次分析方法 无因次数群 再实验 确定关系
一、无相变化时强制湍流下的α
f l ,, u ,, c ,, 0 p
七个物理量四个基本因次（质量M、长度L、时间θ、温度T ） π定理
3、定性温度
确定准数中流体的物性参数cp、μ、ρ等所依据的温度即为 定性温度。 有的用流体进、出口温度的算术平均值 有的用膜温（即流体进、出口温度的算术平均值与壁面温度 平均值，再取两者的算术平均值）
主要取决于建立关联式时采用什么方法而定
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§4-17 流体做强制对流时的 对流传热系数
一、流体在圆形直管内强制对流传热
经验关联式为： 或
N 0 . 023 R p u
0 . 8
0 . 8 n e r
n
du 0 . 023 d
4 使用范围： R 10 e
c p 0 . 6 p 160 r
Hale Waihona Puke 从分发展段以后： 管长与管径之比
定性尺寸： L取管内径 di 定性温度取流体进、出口温度的算术平均值